Intermodulare funktionale Sicherheit für flexible Anlagen der Prozessindustrie

Im ersten Teil dieses Beitrages wurde die Notwendigkeit von intermodularen Sicher­heits­konzepten zur Beherrschung intermodularer Risiken hergeleitet und begründet. In diesem zweiten Beitragsteil wird das hierzu entwickelte Konzept einer funktionalen Sicherheitsschicht für den modularen Anlagenbau vorgestellt. Analog zur betrieblichen Orches­trierung auf dem Process Orchestration Layer, wird für die Sicherheitsorchestrierung der Begriff des functional Safety Orchestration Layer vorgeschlagen. Zur Reduktion des damit einhergehenden Engi­neering-Aufwandes werden eine Kommunikationsarchitektur konzipiert, Varianten zur Vereinfachung des Safety-Engineerings beleuchtet sowie die Implementierung einer serviceorientierten Kommunikation über sogenannte Safety-Services integriert. Diese Aspekte sollen in einem Safety-MTP zusammengeführt werden. Abschließend wird die hardwaretechnische Um­setzung eines intermodularen Safety Integrated System beschrieben und anhand eines einfachen Demonstrators validiert.

Intermodulare funktionale Sicherheit für flexible Anlagen

Die Standardisierung der automatisierungstechnischen Schnittstelle von Process Equipment Assemblies (PEA) durch das Module Type Package (MTP) gemäß VDI/VDE/NAMUR 2658 ermöglicht der Prozessindustrie neue Methoden zur Flexibilisierung von Anlagen. Während das übergeordnete Ziel, gefährliche Zustände prinzipiell zu vermeiden selbstverständlich weiterhin bestehen bleibt, sind insbesondere bei flexiblen Anlagenstrukturen zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Da nicht jederzeit und vorausschauend alle sicherheitsrelevanten Szenarien abgedeckt werden können, wird in diesem ersten von zweiBeitragsteilen eine Sammlung von Anforderungen an die funktionale Sicherheit in modularen Anlagen vorgestellt. Das besondere Augenmerk liegt dabei auf sicherheitsrelevanten Aspekten die über die PEA-Grenzen hinweg gehen. Diese Betrachtungen sind für PEA-Hersteller in Planung sowie Bau relevant und geben Betreibern einen Überblick, welche Sicherheitsmaßnahmen auf Anlagenebene (intra- sowie intermodular) umzusetzen sind. In einem anschließenden zweiten Beitragsteil, der in Ausgabe 10/2020 veröffentlicht wird, wird ein Konzept zur Umsetzung einer intermodularen Sicherheitsverschaltung vorgestellt und an einem Demonstrator validiert.